中國移動、西安海天聯(lián)合完成透鏡天線技術(shù)首次高鐵覆蓋試驗

  此次試點采用的人工介質(zhì)圓柱透鏡天線，是基于透鏡對電磁波的聚焦原理，將人工介質(zhì)透鏡與天線結(jié)合對電磁波聚焦，避免傳統(tǒng)陣列天線復(fù)雜的饋電網(wǎng)絡(luò) ,具有高增益、低損耗、寬波束等突出優(yōu)勢，適用于大站間距路橋覆蓋場景。

  本次試點選取的蘭新高鐵路段，沿線地形復(fù)雜多變，部分站址由于傳輸、供電引接困難等原因，無法按照規(guī)劃建設(shè)落地，平均站間距達(dá)到1.23公里，是典型的大站間距場景，其中F頻段覆蓋不連續(xù)問題較為突出。試點針對該問題重點驗證了人工介質(zhì)圓柱透鏡天線的長距離覆蓋能力。

  長距離覆蓋方案

  對于大站間距場景，覆蓋主要受垂直波束寬度和增益影響。一方面，傳統(tǒng)板狀天線垂直波束寬度為7°，3dB波束寬度覆蓋范圍較小，天線方向圖的垂直零點容易在高鐵線路上產(chǎn)生覆蓋空洞;而本次試點采用的透鏡天線，垂直波束寬度達(dá)到30°，3dB覆蓋范圍可提升2~3倍，能夠有效消除線路上的覆蓋空洞，提升信號覆蓋的連續(xù)性和均勻性。另一方面， 7°垂直窄波束在3dB外沿增益下降較快，造成沿線信號電平起伏較大，而采用垂直面寬波束天線，可以避免這一問題，信號變化更為平穩(wěn)。

兩種波束寬度下3dB波寬覆蓋范圍對比

  本次試點區(qū)域，采用傳統(tǒng)天線時弱覆蓋占比大于40%的站點總計56個，替換為透鏡天線后弱覆蓋點問題全部解決。測試數(shù)據(jù)表明，透鏡天線相比原有33°高鐵FA天線，平均RSRP提升9.01dB，綜合覆蓋率(RSRP>-110dB且SINR>-3dB的區(qū)域占比)提升15.61%，下行速率提升34.8%，上行速率提升27.3%。VoLTE全程呼叫成功率提升至100%，掉話率降至0.00%。

人工介質(zhì)柱形透鏡天線

  安裝快捷 因地適宜 部署靈活

  本次試點在蘭新高鐵甘肅玉門至酒泉段和張掖西至民樂段，及G30瓜敦高速路段的多個站點進(jìn)行了天線替換，在不同場景、不同地形實現(xiàn)了快速安裝，試點效果顯著。蘭新鐵路沿線地區(qū)平均海拔1350-1500米，屬大陸性干旱氣候，處于強風(fēng)地區(qū)，相同迎風(fēng)面積下，透鏡天線的風(fēng)阻相比傳統(tǒng)板狀天線更小，減輕抱桿負(fù)荷要求。。

  此次長距離覆蓋應(yīng)用試點的順利完成，成功驗證了透鏡天線對于大站間距下高鐵、高速公路覆蓋的效果，后續(xù)，結(jié)合5G設(shè)備上車方案， 可進(jìn)一步增強覆蓋，提升站間距， 降低建站投資，助力國家新基建5G+高鐵覆蓋。